Un equipo científico español ha demostrado que los pacientes con diferentes enfermedades mitocondriales tienen la misma alteración metabólica y de daño oxidativo de las proteínas musculares, pese a la gran heterogeneidad de los defectos genéticos que caracterizan estas dolencias.
Las enfermedades mitocondriales (EMs) son un grupo de dolencias genéticas raras que surgen como resultado de la disfunción de la mitocondria, la central energética y de señalización de la célula. Las EMs son progresivas, clínicamente muy heterogéneas, ya que pueden afectar cualquier órgano, especialmente los que se caracterizan por una alta demanda energética como el cerebro, el corazón y el músculo esquelético, dando lugar a un amplio abanico de síntomas que causan discapacidad y, en algunos casos, la muerte.
Además, la variabilidad del cuadro clínico y genético que caracteriza este grupo de enfermedades dificulta su diagnóstico, así como la comprensión de los mecanismos patológicos que subyacen a cada tipo de EM.
Ahora, un estudio del Centro de Biología Molecular 'Severo Ochoa' y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras, del Instituto de Investigación Hospital 12 de Octubre y del Hospital Universitario Vall d’Hebron ha puesto de manifiesto que, pese a su variabilidad genética y clínica, los pacientes afectados por diferentes EMs tienen como denominador común el daño causado por el estrés oxidativo a las proteínas musculares, lo que puede ser la causa de las manifestaciones clínicas de estas enfermedade.
El trabajo, publicado en la revista Free Radical Biology & Medicine, se ha llevado a cabo mediante la plataforma de microarrays de proteínas en fase reversa (RPPA) PROTEOmAb, localizada en el CBMSO y gestionada por el mismo grupo de investigación.
Análisis cuantitativo de proteínas
La plataforma permite un análisis cuantitativo de proteínas del metabolismo, de la respuesta antioxidante y de marcadores de estrés oxidativo, entre otras. Los investigadores han estudiado dos grandes cohortes de pacientes que incluían tres tipos patológicos de EMs. Dos de ellos corresponden a pacientes diagnosticados con oftalmoplejía externa progresiva (PEO), uno debido a una gran delección del ADNmt (PEO-sD) y otro debido a múltiples pequeñas delecciones del ADNmt, supuestamente causada por mutaciones en genes concretos del ADNn (PEO-mD). El tercer grupo corresponde a pacientes diagnosticado con el síndrome de MELAS.
Los resultados han revelado que el músculo esquelético de los pacientes afectados por las tres EMs presenta alteraciones muy similares en la cantidad de algunas proteínas del metabolismo energético y de las enzimas de la respuesta antioxidante, independientemente de los defectos genéticos que causan estas patologías. En concreto, los investigadores han encontrado una fuerte inducción de enzimas del sistema antioxidante como glutatión reductasa (GR), tiorredoxina (TRX), peroxirredoxinas (PRx3 y PRx6) y superóxido dismutasa 1 citoplasmática (SOD1) en una situación paradójica donde las principales enzimas de detoxificación de los radicales libres producidos en la mitocondria y en el citoplasma, como son superoxido dismutasa 2 mitocondrial (SOD2) y catalasa, están fuertemente inhibidas. En esta situación, las proteínas musculares de los pacientes con las tres EMs estudiadas presentan un daño oxidativo mayor que el encontrado en individuos sanos.
En su conjunto, los resultados apuntan a que distintas mutaciones que afectan a las proteínas mitocondriales conducen a la expresión de un fenotipo patológico similar por producir el daño oxidativo de las proteínas del músculo.
Estos descubrimientos contribuyen a esclarecer los mecanismos fisiopatológicos de estas enfermedades y sugieren dos dianas terapéuticas como son SOD2 y catalasa para el tratamiento de las EMs. Los autores creen que estos hallazgos abren una puerta hacia nuevos enfoques terapéuticos que puedan combatir el devastador curso de estas enfermedades.
Referencia bibliográfica:
Fulvio Santacatterina, LauraTorresano, AlfonsoNúñez-Salgado, Pau B.Esparza-Molto, Montse Olive, Eduard Gallardo, ElenaGarcía-Arumi, Alberto Blazquez, Adrián González-Quintana, Miguel A. Martín, José M.Cuezva.“Different mitochondrial genetic defects exhibit the same protein signature of metabolism in skeletal muscle of PEO and MELAS patients: A role for oxidative stress”. Free Radical Biology and Medicine. DOI: /10.1016/j.freeradbiomed.2018.08.020
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